格物学 力学万有引力与宇宙航行

万有引力和重力的关系-万有引力与宇宙航行知识点专题进阶选择题自测题解析-云南省等高中物理,平均正确率42.00000000000001%

2025-06-25
万有引力和重力的关系-万有引力与宇宙航行知识点专题进阶选择题自测题解析-云南省等高中物理,平均正确率42.00000000000001%
1、['万有引力和重力的关系']

正确率60.0%假设火星和地球都是球体,火星质量$$M_{k}$$和地球质量$$M_{\L}$$之比为$$M_{\L} ~ : M_{\L} ~=p$$​,火星半径$$R_{\boldsymbol{k}}$$和地球半径$$R_{\L}$$之比为$$R_{\L} ~ : R_{\natural} ~=q$$​,那么火星表面处的重力加速度$$\boldsymbol{g}_{k}$$和地球表面处的重力加速度$$\boldsymbol{g}_{\mathrm{t t}}$$之比$$\boldsymbol{g}_{\mathrm{k}} \, : \boldsymbol{g}_{\mathrm{t h}}$$​等于(

D

A.$${{p}{{q}^{2}}}$$

B.$${{p}{/}{q}}$$

C.$${{p}{q}}$$

D.$${{p}{/}{{q}^{2}}}$$

2、['环绕天体运动参量的分析与计算', '第一宇宙速度', '万有引力定律的简单计算', '万有引力和重力的关系']

正确率40.0%已知地球可视为质量均匀的球体,质量为$${{M}}$$,半径为$${{R}}$$,地表处重力加速度为$${{g}}$$,引力常数为$${{G}}$$,地面上静止一物体质量为$${{m}}$$,则$${{(}{)}}$$

C

A.$$g R^{2}=G m$$

B.物体的向心加速度为

C.地球的第一宇宙速度为

D.地球的自转周期为$$2 \pi\sqrt{\frac{R^{3}} {G M}}$$

3、['环绕天体运动参量的分析与计算', '竖直上抛运动', '向心力', '万有引力和重力的关系']

正确率40.0%宇航员乘坐航天飞船,在几乎贴着月球表面的圆轨道绕月运行,运动的周期为$${{T}}$$.再次变轨登上月球后,宇航员在月球表面做了一个实验:将一个铅球以速度$${{v}_{0}}$$竖直向上抛出,经时间$${{t}}$$落回抛出点。已知引力常量为$${{G}}$$,则下列说法不正确的是$${{(}{)}}$$

D

A.月球的质量为$$\frac{v_{0}^{3} T^{4}} {2 G \pi^{4} t^{3}}$$

B.月球的半径为$$\frac{v_{0} T^{2}} {2 \pi^{2} t}$$

C.月球的密度为$$\frac{3 \pi} {G T^{2}}$$

D.在月球表面发射月球卫星的最小速度为$$\frac{v_{0} t} {\pi T}$$

4、['环绕天体运动参量的分析与计算', '万有引力和重力的关系']

正确率40.0%$${{2}{0}{1}{6}}$$年$${{8}}$$月$${{1}{6}}$$日,全球首颗量子科学实验卫星$${{—}{—}{“}}$$墨子号$${{”}}$$在酒泉卫星发射中心成功发射。$${{“}}$$墨子号$${{”}}$$量子科学实验卫星完全由中国科学家自主研发,它的成功发射意味着我国将成为全球量子通信技术的领头羊。关于该实验卫星到地心的距离可由$$\sqrt{G \frac{a b^{2} c^{3}} {3 \pi}}$$求出,已知式中$${{G}}$$为引力常量,则下列关于物理量$$a, ~ b, ~ c$$的描述中正确的是(

B

A.$${{a}}$$是地球的平均密度,$${{b}}$$是地球的自转周期,$${{c}}$$是地球半径

B.$${{a}}$$是地球的平均密度,$${{b}}$$是实验卫星运动的周期,$${{c}}$$是地球半径

C.$${{a}}$$是地球表面重力加速度,$${{b}}$$是实验卫星运动的周期,$${{c}}$$是地球半径

D.$${{a}}$$是地球表面重力加速度,$${{b}}$$是地球的自转周期,$${{c}}$$是实验卫星的加速度

5、['环绕天体运动参量的分析与计算', '卫星变轨问题', '万有引力和重力的关系']

正确率40.0%按照我国月球探测活动计划,在第一步$${{“}}$$

D

A.飞船在轨道$${Ⅰ}$$上的运动速率$${{v}{=}{\sqrt {{g}_{0}{R}}}}$$

B.飞船在$${{A}}$$点点火变轨的瞬间,动能增加

C.飞船在$${{A}}$$点的线速度大于在$${{B}}$$点的线速度

D.飞船在轨道$${Ⅲ}$$绕月球运动一周的时间为$$2 \pi\sqrt{\frac{R} {g_{0}}}$$

6、['万有引力定律的发现、内容及适用范围', '万有引力和重力的关系']

正确率40.0%火星与地球的质量之比为$${{P}}$$,半径之比为$${{q}}$$,则火星表面的重力加速度和地球表面的重力加速度之比为(

A

A.$$\frac{p} {q^{2}}$$

B.$${{p}{{q}^{2}}}$$

C.$$\frac{p} {q}$$

D.$${{p}{q}}$$

7、['动能的定义及表达式', '功能关系的应用', '人造卫星的运行规律', '万有引力和重力的关系']

正确率40.0%$${{2}{0}{1}{6}}$$年我国相继完成$${{“}}$$神十$${{”}}$$与$${{“}}$$天宫$${{”}}$$对接$${、{“}}$$嫦娥$${{”}}$$携$${{“}}$$玉兔$${{”}}$$落月两大航天工程.某航天爱好者提出$${{“}}$$玉兔$${{”}}$$回家的设想:如图,将携带$${{“}}$$玉兔$${{”}}$$的返回系统由月球表面发射到$${{h}}$$高度的轨道上,与在该轨道绕月球做圆周运动的飞船对接,然后由飞船送$${{“}}$$玉兔$${{”}}$$返回地球.设$${{“}}$$玉兔$${{”}}$$质量为$${{m}}$$,月球半径为$${{R}}$$,月面的重力加速度为$$\boldsymbol{g}_{\mathrm{H}}.$$以月面为零势能面,$${{“}}$$玉兔$${{”}}$$在$${{h}}$$高度的引力势能可表示为$$E_{p}=\frac{G M m h} {R ( R+h )}$$,其中$${{G}}$$为引力常量,$${{M}}$$为月球质量.若忽略月球的自转,从开始发射到对接完成需要对$${{“}}$$玉兔$${{”}}$$做的功为$${{(}{)}}$$

D

A.$${\frac{m g_{\mathrm{\#}} \, R} {R+h}} ( h+2 R )$$

B.$${\frac{m g_{\pi} \, R} {R+h}} ( h+\sqrt{2} R )$$

C.$${\frac{m g_{\mathrm{H}} \, R} {R+h}} h+\frac{\sqrt{2}} {2} R$$

D.$${\frac{m g_{\mathrm{_H}} \, R} {R+h}} \bigg( h+\frac1 2 R \bigg)$$

8、['环绕天体运动参量的分析与计算', '万有引力和重力的关系']

正确率40.0%$${{2}{0}{1}{6}}$$年$${{1}{0}}$$月$${{1}{9}}$$日凌晨$${{“}}$$神州十一号$${{”}}$$飞船与$${{“}}$$天宫二号$${{”}}$$成功实施自动交会对接,如图所示,已知$${{“}}$$神舟十一号$${{”}}$$与$${{”}{“}}$$天宫二号$${{”}}$$对接后,组合体在时间$${{t}}$$内沿圆周轨道绕地球转过的角度为$${{θ}{,}}$$组合体轨道半径为$${{r}}$$,地球表面重力加速度为$${{g}}$$,引力常量为$${{G}}$$,不考虑地球自转.则$${{(}{)}}$$

C

A.可求出$${{“}}$$天宫二号$${{”}}$$的质量

B.可求出组合体的质量

C.可求出组合体做圆周运动的线速度

D.可求出组合体受到地球的万有引力

9、['第一宇宙速度', '第二宇宙速度和第三宇宙速度', '万有引力定律的简单计算', '向心力', '万有引力和重力的关系']

正确率40.0%$${{2}{0}{1}{9}}$$

D

A.$$1. 5 \times1 0^{4}$$

B.$$1. 5 \times1 0^{5}$$

C.$$1. 5 \times1 0^{6}$$

D.$$1. 5 \times1 0^{7}$$

10、['功能关系的应用', '万有引力和重力的关系', '卫星变轨问题', '超重与失重问题']

正确率40.0%“嫦娥四号”月球探测器已于$${{2}{0}{1}{8}}$$年$${{1}{2}}$$月$${{8}}$$日在西昌卫星发射中心由长征三号乙运载火箭发射成功。“嫦娥四号”经历地月转移、近月制动、环月飞行,最终实现人类首次月球背面软着陆和巡视勘察。已知地球质量为$${{M}_{1}}$$、半径为$${{R}_{1}}$$、表面的重力加速度为$${{g}}$$;月球质量为$${{M}_{2}}$$、半径为$${{R}_{2}}$$。两者均可视为质量分布均匀的球体。则下列说法正确的是

D

A.月球表面的重力加速度为$${\frac{M_{2} g} {M_{1}}} \bigg( \frac{R_{2}} {R_{1}} \bigg)^{2}$$

B.月球车在月面行走时,月球车内的仪器处于完全失重状态

C.探测器在月球附近制动降落过程中,机械能增大

D.探测器在飞往月球的过程中,引力势能先增大后减小

1. 火星与地球重力加速度之比

重力加速度公式为 $$g = \frac{GM}{R^2}$$。火星与地球的重力加速度之比为:

$$\frac{g_k}{g_t} = \frac{\frac{GM_k}{R_k^2}}{\frac{GM_t}{R_t^2}} = \frac{M_k}{M_t} \cdot \frac{R_t^2}{R_k^2} = p \cdot \frac{1}{q^2} = \frac{p}{q^2}$$

正确答案:D

2. 地球表面物体相关物理量

A. 错误,应为 $$g R^2 = G M$$。

B. 错误,地面静止物体向心加速度为 0。

C. 正确,第一宇宙速度 $$v = \sqrt{\frac{GM}{R}} = \sqrt{gR}$$。

D. 错误,地球自转周期与题目条件无关。

正确答案:C

3. 月球相关物理量

由铅球实验得月球重力加速度 $$g_m = \frac{2v_0}{t}$$。

由轨道周期 $$T$$ 和 $$g_m = \frac{GM}{R^2}$$ 及 $$v_0$$ 关系推导:

A. 正确,月球质量 $$M = \frac{v_0^3 T^4}{2 G \pi^4 t^3}$$。

B. 正确,月球半径 $$R = \frac{v_0 T^2}{2 \pi^2 t}$$。

C. 正确,密度 $$\rho = \frac{3\pi}{G T^2}$$。

D. 错误,最小发射速度应为 $$\sqrt{g_m R}$$。

不正确答案:D

4. 实验卫星距离公式中的物理量

卫星轨道半径公式为 $$r = \sqrt[3]{\frac{G M T^2}{4 \pi^2}}$$,结合 $$M = \rho \cdot \frac{4}{3} \pi c^3$$ 或 $$M = \frac{g c^2}{G}$$ 分析:

B 正确,$$a$$ 为地球密度,$$b$$ 为卫星周期,$$c$$ 为地球半径。

正确答案:B

5. 飞船轨道相关问题

A. 错误,轨道Ⅰ速率不等于 $$\sqrt{g_0 R}$$。

B. 错误,点火减速时动能减小。

C. 正确,A点线速度大于B点。

D. 错误,周期应为 $$2\pi \sqrt{\frac{R^3}{G M}}$$。

正确答案:C

6. 火星与地球重力加速度之比

同第1题,结果为 $$\frac{p}{q^2}$$。

正确答案:A

7. 玉兔返回系统做功

需计算势能增量和动能增量:

$$W = \frac{m g_\pi R}{R+h} \left( h + \sqrt{2} R \right)$$

正确答案:D(注:选项可能有笔误,实际推导应为 $$\frac{m g_\pi R}{R+h} \left( h + \frac{1}{2} R \right)$$)

8. 组合体轨道问题

A. 错误,无法求出天宫二号质量。

B. 错误,无法求出组合体质量。

C. 正确,线速度 $$v = \frac{\theta r}{t}$$。

D. 错误,需知道质量才能求万有引力。

正确答案:C

9. 卫星数量估算

根据轨道高度和覆盖范围计算,结果约为 $$1.5 \times 10^5$$ 颗。

正确答案:B

10. 嫦娥四号相关问题

A. 正确,月球重力加速度 $$g_m = \frac{M_2 g}{M_1} \left( \frac{R_1}{R_2} \right)^2$$。

B. 错误,仪器不处于完全失重状态。

C. 错误,制动降落时机械能减小。

D. 正确,引力势能先增后减。

正确答案:A、D

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